光学模拟试卷

彖光学模拟试卷光波长最长，光波长最短，一、填空题（共35分）光波长最长，光波长最短，1、（3分）白光中包含了7种颜色的光，其中人眼最敏感的波长是2、（5分）光从光密介质进入光疏介质时，折射角与入射角的关系是 大于 ，当入射角较大时，还会发生全反射的现象，从玻璃到空气的全反射临界角是 （设玻璃的折射率为1.5），而从玻璃到空气的布儒斯特角是 ，光以布儒斯特角从玻璃射入空气时发生全反射了吗？ 3、（3分）产生干涉现象的必要条件是 4、 （3分）一块菲涅尔波带片前15个偶数半波带被遮挡，其余地方全部开放，经波带片后TOC\o"1-5"\h\z轴上场点的光强与自由传播时光强之比为 。5、 （3分）人眼的最小分辨角是 ，为什么没有截面有限而又绝对平行的光束？6、 （3分）厚度均匀的薄膜其干涉条纹属于 条纹，这些条纹一般是一些同心的圆环，其边缘条纹的级数 于中心条纹的级数，若观察到条纹不断向中心收缩而后消失，这表明薄膜的厚度正在逐渐变 。7、（5分）光场的空间相干性问题主要集中在 干涉装置中，是由 引起的；时间相干性问题主要集中在 干涉装置中，是由 引起的。发光时间为10-9秒的自发辐射光波的波列长度是 m。8、（3分）一束自然光通过一个偏振片后光的强度是原来的 ，如何检验一束自然光和一束圆偏振光？ 9、（3分）一束部分偏振光由光强比为2：8的线偏振光和自然光组成，这束部分偏振光的偏振度为 。10、（4分）研究光的衍射现象的理论基础是 ；衍射装置可分为 和 衍射装置，它们的主要区别是 。二、简答题杨式实验中，单孔屏到双孔屏的间距为R,双孔屏到观测屏的距离为D,双孔间距为d,（1）观测屏上产生的干涉条纹形状是什么样的？为什么能够产生这样稳定的干涉条纹？（2） 以波长为九的单色光入射时，干涉条纹的间距是多少？若以白光入射，产生的干涉条纹与单色光入射时有什么不同？（3） 这个干涉装置中，若以波长为九的单色光入射时，要求单孔屏上孔的直径不能超过多少？三、计算题1、一光学系统由一焦距为20cm的凹透镜L］和一5cm的凸透镜L2组成，L2在L］右5cm处，在L1左方15cm处放置一傍轴小物，用公式法求经此光学系统后所成像的位置，像的虚实,像的放缩和像的倒正，并作出光路图。（作图5分）K“Space2、夫琅和费透射式衍射光栅装置中，以白光入射时，在衍射角为30度的方向上能够观测到波长为6000JA光的第二级主极强，并且在此处刚可分辨光谱间隔为族=0.05A的两条谱线，（1） 该光栅相邻两缝的间隔d（光栅常数）是多少？（2） 该光栅的总宽度D是多少？（3） 若在波长为6000Ao光的第三级主极强处出现了首次缺级，那么这个光栅透光狭缝的宽度a是多少？3、如图所示，将平板玻璃放在平凹透镜上，透镜的球面曲率半径为R,波长为九的单色平行光正入射到该装置上，两玻璃元件所夹空气层的中心厚度为h0,求：1） 这是什么类型的干涉装置？产生的干涉条纹是什么类型，什么形状的？2） 第m级暗条纹的半径和条纹的宽度是多少？3）在平板玻璃板的中间按一下，干涉条纹如何变化？为什么这样变化？4、波长为九，强度为I0的单色左旋圆偏振光垂直入射到△=沢13的波晶片上，求入射光通过波晶片时的偏振态（作图表示）和光强度。光学模拟试卷答案一、填空题：1、红；紫；0.552、折射角；入射角；sin-12/3(41.83。)；tan-12/3(33.7。)；没有3、 频率相等；有相互平行的振动分量；相位差稳定；4、 9615、 1；衍射效应会使平行光束有一个衍射发散角6、 等倾；低；薄7、 分波前；扩展光源；分振幅；普通光源发光的断续性；0.38、 1/2；让两束光分别通过九/4片和偏振片，转动偏振片，有消光现象的就是圆偏振光9、 1/510、惠更斯-菲涅尔原理；菲涅尔衍射装置；夫琅和费衍射装置；菲涅尔衍射装置光源和观测屏有限远，夫琅和费衍射中，光源和衍射屏无限远；二、简答题：设屏上任意一点P设屏上任意一点P处由S1，S2发出的次波在该处的相位分别为申(P)和申(P)，则12和卩和卩)勺o(t)+可(j。申2（P）T0（t）+T（R2+厂2）P点处位移差：申(p)-申(p)= [(R-R)+(r-r)]，这是稳定值1 2 入12 12所以，在屏上能产生稳定的干涉条纹。若以白光入射，产生的条纹除零级条纹为白色外，其他的均是彩色条纹。干涉条纹间距：AX=竺d要求单孔屏上的直径：b＜空d三、计算题：1、光学成像a、第一次成像1 1 1甘由f=-20cm1+ =其中；sf=-20cm1s s' f 1111/.s'= =-cm（虚像）1 1 1 7 + fs11

放大率：v=-s'15缩小的虚像b、第二次成像:11+-

放大率：v=-s'15缩小的虚像b、第二次成像:11+-

ss'22s=60/7+5=95/7cm，2f2=5cm...s'211+

/s2295cm1(实像)95放大率：V=-江=-票=-—倒立、缩小的实像TOC\o"1-5"\h\z2s19 12274 7 1最后总放大率：V=V*V=-X(-一)=-_是倒立，缩小的实像，缩小到了原来的1/3127 12 32、多缝夫琅和费衍射：k九二dsin0,k九 2x6000_—、・d= = 一2.4(um)sin0sin30。九R= =kNR=厶=6000=6000(条)血k 0.05x2・•・D=N•d=6000X2.4=0.1--m)(3)设6000A光的第三级主极强出现在衍射角为01处，则sin0=込1d首次缺级又说明：sin0=—1aa=—=0.8(um)3、牛顿环干涉(1)这是分波前的干涉装置(牛顿环干涉装置)，产生的干涉条纹是等厚条纹，形状为同心圆环。(2)r2=R2-(R-h+h)2=R2-[(R-h)2+2h(R-h)+h2]m00=R2-R2+2Rh-h2-2hR+2hh-h2000沁2hR-2hR=2R(h-h) 0 0r=2R(h-h)m 0又h=-2•・r=2Rh-Rmkm 0由(1)得：(1)(2)2rAr=2RAhnrAr=RAh=Rmmmm2Kkkk/.Ar=m2r 2.j2Rh-Rmkm 0(3)在中间按下时，干涉条纹中心收缩。由h= 得知，当我们按平板中心时,2以条纹会向中心移动。4、波晶片减小，而中心条纹级数比边缘条纹级数低，所入射光为左旋圆偏振光，5k=-1在入射面上分解为o光和e光，E=Acos①t=Acos①t,e0 o0E=Acos@t-)